Question

【題目】某物理興趣小組的同學(xué)現(xiàn)在要測定由兩節(jié)新干電池組成電池組的電動勢和內(nèi)阻的大小，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)了如圖所示的原理圖，其中定值電阻R1=1.0 Ω、R0=2.0 Ω，毫安表的量程范圍為0~150 mA、內(nèi)阻大小為rmA=4 Ω。試完成下列問題：

（1）請根據(jù)原理圖將如圖所示的實(shí)物圖連接好；

（2）實(shí)驗(yàn)中電壓表所選的量程為0~3 V，某次測量中電壓表的讀數(shù)如圖所示，則此次實(shí)驗(yàn)中電壓表的讀數(shù)為U=________V；

（3）他們已經(jīng)將實(shí)驗(yàn)中所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，并作出了U–I圖象，如圖所示。則電池組的電動勢為E=________V，內(nèi)阻為r=________Ω。

Answer 1

【答案】 2.5 2.98 2.46

【解析】

（1）實(shí)物連線如圖所示。

（2）電壓表的讀數(shù)為U=2.5 V。

（3）將R0等效為電源的內(nèi)阻，等效電源內(nèi)阻為r0=r+R0。設(shè)毫安表讀數(shù)為I，毫安表內(nèi)阻為4 Ω，與毫安表并聯(lián)的電阻阻值為R1=1.0 Ω，通過并聯(lián)電阻的電流為毫安表的4倍，干路電流為毫安表讀數(shù)的5倍，由閉合電路的歐姆定律和并聯(lián)電路的電流規(guī)律有：E=U+5r0I。由上式可知U–I圖象的縱截距表示電池組的電動勢，故電池組的電動勢為E=2.98 V，斜率的絕對值表示電池組等效內(nèi)阻的5倍，由圖可知圖象的斜率為： ，故電池組的內(nèi)阻為，故電池組的內(nèi)阻為r=r0–R0=4.46 Ω–2.0 Ω=2.46 Ω。